紅壤丘陵區(qū)水土保持措施
摘要:在總結(jié)紅壤丘陵區(qū)水土保持治理措施效益的基礎(chǔ)上,探討了不同治理措施在花崗巖和第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤上的治理效果。結(jié)果表明:單一的耕作措施要與其他措施配合才能取得理想的治理效果;在花崗巖紅壤區(qū),適宜布置魚鱗坑和竹節(jié)溝,梯田較不適宜在該區(qū)布置;在第四紀(jì)紅粘土上適宜布置梯田措施,不適合布置魚鱗坑和竹節(jié)溝。
關(guān)鍵詞:紅壤丘陵區(qū);土壤侵蝕;治理模式
我國水土流失嚴(yán)重,土壤侵蝕面積超過國土總面積的三分之一,其中南方水土流失面積約34萬km2。嚴(yán)重的水土流失導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的降低,生物多樣性減退,地質(zhì)災(zāi)害的加劇。本文通過對不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤丘陵區(qū)各種治理措施效益的分析,構(gòu)建出經(jīng)濟(jì)可行的坡耕地治理體系,為紅壤丘陵區(qū)的水土流失治理提供依據(jù)。
1研究區(qū)概況
南方紅壤丘陵區(qū)地形起伏大,降雨量多而集中,母巖抗蝕力弱,人口密度大,因而導(dǎo)致該區(qū)自然植被破壞嚴(yán)重,人地矛盾突出,是我國水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域之一,尤其是花崗巖區(qū)和第四紀(jì)紅色粘土區(qū)。
花崗巖發(fā)育的紅壤侵蝕面積約占紅壤總面積的4310%,巖石礦物受到強烈風(fēng)化形成深厚疏松的風(fēng)化層,土壤極為貧瘠,表土以沙粒為主,導(dǎo)致該地區(qū)土壤抗蝕性低。第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤侵蝕面積約占紅壤總面積的1480%,質(zhì)地粘重,土層深厚,土壤通氣和透水性較差,徑流系數(shù)大,具有酸、黏、板、瘦等不良特性。
2母質(zhì)對治理措施效益的影響
(1)對工程措施水土保持效益的影響。傅勤認(rèn)為水平梯田得開發(fā)和治理適用于人多地少坡度小于15°的緩坡地,而坡式梯田的治理開發(fā)主要用于地多人力輸出遠(yuǎn)離村莊的陡坡地。水平階和魚鱗坑適用于荒坡和荒山的治理,是坡地植樹造林的較常見的一種整地方法。
花崗巖紅壤區(qū)不適于作物的生長,單一的梯田措施很難取得較好的治理效果。以閩北為例,閩北地形起伏大,絕大多數(shù)的土地面積坡度大于25°,不適合梯田的修建。耐旱耐瘠得植物對于改善坡地干旱貧瘠具有較好的作用,魚鱗坑和水平階造價底實施快,配合植物措施能明顯發(fā)揮攔泥蓄水的作用,并且受坡度的制約較小,適用于花崗巖紅壤區(qū)的土地治理。
第四紀(jì)紅粘土粘性大和透水性差,梯田措施能減緩坡度和截短坡長起到很好的貯水保水作用,防止農(nóng)田果園的水、土、肥的流失,為作物生長創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。
(2)對植物措施水土保持效益的影響。植物籬是一種有效的坡地農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營模式。蔡強國的研究表明,植物籬技術(shù)經(jīng)過10余年或者更長的時間便可使坡耕地逐漸演替為平地,實現(xiàn)保土保水效益。
植物籬適用于所有母質(zhì)發(fā)育的紅壤區(qū),在樹種草種的選擇上,應(yīng)以本地樹種草種為主。第四紀(jì)紅粘土主要以種植香根草為主,花崗巖紅壤區(qū)主要種植胡枝子、香根草、楊梅、寬葉雀稗等。
。3)對耕作措施水土保持效益的影響。耕作措施的水保效益與坡度的大小有直接的關(guān)系,隨著坡度的增加,耕作措施的水保效益會顯著降低。
根據(jù)彭娜對不同利用方式紅壤坡地土壤水分分配的研究,在坡度為8°~11°第四紀(jì)紅土發(fā)育的紅壤區(qū),常規(guī)農(nóng)作產(chǎn)流月際差異大,產(chǎn)流量高,休閑荒地和茶園的產(chǎn)流穩(wěn)定,且產(chǎn)流量顯著低于常規(guī)農(nóng)作,要避免采取常規(guī)農(nóng)作這種利用方式。
根據(jù)趙輝對花崗巖紅壤區(qū)不同土地利用類型坡地產(chǎn)流與侵蝕產(chǎn)沙的研究,土壤侵蝕模數(shù)排序為:裸露荒地>坡耕地>旱地>疏林地>典型林分林地。由此看出,坡耕地在花崗巖紅壤區(qū)侵蝕產(chǎn)沙嚴(yán)重,要與其他的治理措施結(jié)合才能達(dá)到有效的水土流失治理效益。
3治理措施在不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤丘陵區(qū)的優(yōu)化配置
。1)花崗巖紅壤區(qū)治理措施的優(yōu)化配置體系。
花崗巖紅壤區(qū)屬于強度流失區(qū),可以采用“大封禁,小治理”模式。以福建河田為例,山地植物以馬尾松為主,植物根部裸露,首先應(yīng)該在林下補種草灌,促成植物群落的恢復(fù)。隨著喬、灌、草的有效結(jié)合,水土流失降低,土壤結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,可以采用工程措施和生物措施的結(jié)合,取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。
在坡度為0°~5°的丘陵區(qū),主要以耕作措施為主,其中等高耕作和等高溝壟耕作能很好的攔蓄地表徑流,配合地面覆蓋和植物籬等措施以取得更好的保土保水效益,但是要注意植物的選擇,防治植物與農(nóng)作物之間的爭水、爭光、爭肥的現(xiàn)象,喬灌草合理搭配。在坡度為5°~15°的坡地,可選擇梯田、竹節(jié)溝或魚鱗坑等措施,在立地條件較好的情況下主要以水平梯田為主,配合布設(shè)蓄排水措施和植物措施,如在梯田措施配合排水溝(竹節(jié)溝)、內(nèi)溝外埂、梯坎植草等徑流調(diào)控措施的模式,發(fā)展經(jīng)濟(jì)林和果園。在坡度為15°~25°的坡地,重力梯度較大,地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重,土壤修復(fù)性差,在這一帶應(yīng)避免修建梯田,主要以魚鱗坑為主。對坡度在25°以上的陡坡,是崩崗侵蝕和滑坍侵蝕的集中區(qū),應(yīng)采取封禁治理,避免一切人、畜進(jìn)入從事各種活動。
。2)第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤治理措施的優(yōu)化配置體系。
江西水保生態(tài)科技園區(qū)通過近幾年的規(guī)劃與發(fā)展,為我國南方紅壤區(qū)特別是第四紀(jì)紅粘土母質(zhì)紅壤的水土保持生態(tài)建設(shè)提供了支撐和示范,此處主要以該園區(qū)的水土保持徑流調(diào)控技術(shù)與模式進(jìn)行分析和研究。
在坡度為0°~5°的丘陵區(qū),可以采用等高耕作和等高溝壟耕作攔蓄地表徑流,減少土壤養(yǎng)分流失;“間套綠肥、地面覆蓋”模式,以秸稈、麥稈、稻草等實施地面覆蓋技術(shù)。在坡度為5°~15°的坡地,主要以梯田措施為主,其他措施為輔,前埂后溝梯田的保土保水效益最佳,其次是梯壁植草梯田。在坡度為15°~25°的坡地,主要以植物籬措施為主,其他措施為輔,植物籬在短期內(nèi)效果不明顯,但在2~3年后植物籬就會超過梯田的蓄水保土效益。在坡度為25°以下的坡耕地,可修建水平階類的窄梯田,田內(nèi)種植果樹,利用坡面徑流調(diào)控分流、聚流、貯流與利用技術(shù),配合截水溝和蓄水池的布置。對坡度在25°以上的陡坡,水土流失嚴(yán)重,土壤貧瘠,不利于措施的布設(shè)和作物的生長,應(yīng)選擇退耕還林。
4結(jié)論
花崗巖紅壤區(qū)由于它的不穩(wěn)定性,在布置措施時除了考慮投入產(chǎn)出外還要避免崩塌的發(fā)生,單一的植物籬措施在15°~25°的坡地不能很好的發(fā)揮蓄水保土作用,要結(jié)合魚鱗坑的布置才能取得較好的治理效益;第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤質(zhì)地均勻,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,布置措施主要考慮投入產(chǎn)出,植物籬措施在15°~25°的坡地上能起到很好的蓄水保土作用,在15°以上的坡地,由于造價過高,土壤利用率底,不適合梯田的布置。
在具體的實施過程中要注意因地制宜合理安排,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)可選擇布置梯田,經(jīng)濟(jì)落后可選擇植物籬。單一的措施往往存在缺陷,不能很好的發(fā)揮水土保持效益,在坡面的治理中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況做到以一種措施為主,多種措施為輔的治理模式。
參考文獻(xiàn)
[1]傅勤,黃炎和,盧程隆.山地果園的水土保持[J].福建水土保持,1992,(3):1218.
[2]蔡強國,黎四龍.植物籬笆減少侵蝕的原因分析[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報,1998,4(2):5460.
[3]彭娜,王開峰,謝小立,等.不同利用方式紅壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究[J].水土保持研究,2008,15(1):5358.
[4]趙輝,郭索彥,解明曙,等.南方花崗巖紅壤區(qū)不同土地利用類型坡地產(chǎn)流與侵蝕產(chǎn)沙研究[J].水土保持通報,2008,28(2):610.